佇列的介紹和簡單使用（二）

佇列，和棧

一樣，也是一種對資料的"存"和"取"有嚴格要求的線性儲存結構。

與棧結構不同的是，佇列的兩端都"開口"，要求資料只能從一端進，從另一端出

通常，稱進資料的一端為 "隊尾"，出資料的一端為 "隊頭"，資料元素進佇列的過程稱為 "入隊"，出佇列的過程稱為 "出隊"。

不僅如此，佇列中資料的進出要遵循 "先進先出" 的原則，即最先進佇列的資料元素，同樣要最先出佇列。拿圖 1 中的佇列來說，從資料在佇列中的儲存狀態可以分析出，元素 1 最先進隊，其次是元素 2，最後是元素 3。此時如果將元素 3 出隊，根據佇列 "先進先出" 的特點，元素 1 要先出佇列，元素 2 再出佇列，最後才輪到元素 3 出佇列。

棧和佇列不要混淆，棧結構是一端封口，特點是"先進後出"；而佇列的兩端全是開口，特點是"先進先出"。

因此，資料從表的一端進，從另一端出，且遵循 "先進先出" 原則的線性儲存結構就是佇列。

佇列儲存結構的實現有以下兩種方式：

順序佇列：在順序表的基礎上實現的佇列結構；

鏈佇列：在鍊錶的基礎上實現的佇列結構；

兩者的區別僅是順序表和煉表的區別，即在實際的物理空間中，資料集中儲存的佇列是順序佇列，分散儲存的佇列是鏈佇列。

由於順序佇列的底層使用的是陣列，因此需預先申請一塊足夠大的記憶體空間初始化順序佇列。除此之外，為了滿足順序佇列中資料從隊尾進，隊頭出且先進先出的要求，我們還需要定義兩個指標（top 和 rear）分別用於指向順序佇列中的隊頭元素和隊尾元素

由於順序佇列初始狀態沒有儲存任何元素，因此 top 指標和 rear 指標重合，且由於順序佇列底層實現靠的是陣列，因此 top 和 rear 實際上是兩個變數，它的值分別是隊頭元素和隊尾元素所在陣列位置的下標。

當有資料元素進佇列時，對應的實現操作是將其儲存在指標 rear 指向的陣列位置，然後 rear+1；當需要隊頭元素出隊時，僅需做 top+1 操作。

用順序佇列儲存的實現操作

順序佇列中資料出佇列的實現過程

此方法存在的問題

我們希望的是當 rear和top相等的時候就說隊列為空。可是通過資料全部出隊後的示意圖。會發現，指標 top 和 rear 重合位置指向了 a[4] 而不再是 a[0]。也就是說，整個順序佇列在資料不斷地進隊出隊過程中，在順序表中的位置不斷後移。

順序佇列整體後移造成的影響是：

既然明白了上面這種方法的弊端，那麼我們可以試著在它的基礎上對其改良。

為了解決以上兩個問題，可以使用巧妙的方法將順序表打造成乙個環狀表

top和rear相等時說明隊列為空。（rear+1）% 陣列長度 == top時說明隊滿

比如上面這個當rear在a[5]時說明隊滿。會有乙個空間浪費

j**a實現迴圈佇列

1
package
com.qiaorui;23
public
class loopqueue
1213
public
loopqueue() 
1617
public
intgetcapacity() 
2021
public
boolean
isempty() 
2425
public
void
enqueue(e e) 
29 data[rear] =e;
30 rear = (rear + 1) %data.length;31}
3233
public
e dequeue() 
4344
public
e getfront() 
4950
private
void resize(int
newcapacity) 
6263
public
string tostring() 74}
76return
res.tostring();77}
7879
public
static
void
main(string args) 90}
91}9293 }

力扣 933題

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